Нормы кратности воздухообмена в различных помещениях + примеры расчетов

Проектирование и монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения.  Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

Как известно для производственных помещений используют обще обменную и местную вентиляцию. Первая отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения. А вот с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования тех самых вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как зонты.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Расчетный воздухообмен

За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.

Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.

После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы  она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

• Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
• Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:

I = P / U, где

• I — максимальный потребляемый ток, А;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

• T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
• Р — мощность калорифера, Вт;
• L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер). В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже. Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160…250 мм или сечением 400х200мм…600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Отправьте заявку и получите КП

Подберем оборудование, удешевим смету, проверим проект, доставим и смонтируем в срок.

Эффективная вентиляция покрасочного цеха — принципы проектирования

Вентиляционные приточно-вытяжные системы смешанного типа (местные и общеобменные) способствуют созданию безопасного для здоровья микроклимата лишь при условии обеспечения достаточного воздухообмена. При значительной концентрации вредностей, выделяемых в процессе окрашивания крупногабаритных деталей методом порошкового напыления, задача вентиляции покрасочного цеха сводится к соблюдению пожарной безопасности путем достижения значений ПДК.

Источники

• https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/kak-sostavlyaetsya-proekt-ventilyatsii-tseha
• https://ecoenergovent.ru/info/sistema-ventilyaiya-i-kondiionirovanie-v-proizvodstvennom-ehe
• https://www.AirClimat.ru/Ventilyatsiya-tseha.htm
• https://foundmaster.ru/climatic/ventilyatsiya-proizvodstvennogo-tseha.html
• https://www.PromKlimat.ru/Ventilyatsiya-tseha.htm
• https://www.air-ventilation.ru/ventilyatsiya-proizvodstva.htm
• https://otivent.com/ventiljacija-proizvodstvennyh-pomeshhenij
• https://foundmaster.ru/ventilation/ventilyatsiya-goryachego-tseha-osobennosti-ustanovki.html
• http://www.provento-ventilation.ru/info/articles/ventilyatsiya-pokrasochnogo-tsekha/

Виды воздухообмена, применяемые на производстве

В зависимости от способа воздействия воздухообмен в производственном помещении может быть представлен:

• устройством приточного типа;
• устройством вытяжного типа;
• устройством комбинированного типа.

Первый вариант заключается в естественном поступлении свежих воздушных масс в объемах, которые являются достаточными для целевой работоспособности производственных площадей.

Чаще всего такая система представлена канальными вентиляторами, способными обеспечивать принудительный доступ воздуха и естественный вынос загрязненных воздушных масс за пределы помещения.

Особенностью вентилирования вытяжного типа является удаление отработанного воздуха и замена его чистыми воздушными массами, поступающими в неорганизованном виде, посредством дверей, окон и стеновых проемов. Это основной вариант вентилирования на крупных производствах с вредными веществами, повышенной влажностью, а также высокотемпературными режимами. Самым простым устройством является установка, представленная электродвигателем и вентилятором, а также при необходимости дополненная фильтрующей системой или разветвленным воздуховодом.

Комбинированный вариант вентилирования удачно сочетает в себе поступление свежего воздуха с выведением отработанных воздушных масс посредством вытеснения или перемешивания. Второй способ заключается в установке на верхней части помещения высокоскоростных диффузоров на принудительное поступление уличного свежего воздуха и диффузионных клапанов на вывод отработанных воздушных масс. Процесс вытеснения основан на монтаже в нижней части помещения нескольких распределителей с низкой скоростью, способных обеспечивать принудительный приток чистого воздуха.

Производственное помещение, оборудованное вентиляцией

Основные элементы аэрации естественного, организованного и управляемого типа чаще всего представлены:

• Створными переплетами на вращательной оси верхнего, среднего и нижнего типа. Нижнее осевое вращение створок применяется при необходимости направить воздушный поток вверх.
• Фонарями в виде специальных конструкций кровельной части строения. Такие устройства в значительной степени повышают показатели высоты вытяжного проёма, а также направлены на усиление тепловых и ветровых потоков.
• Шахтными и трубными вытяжками, повышающими высоту вытяжного проёма, если конструкцией не предусмотрено наличие фонарей.
• Дефлекторами, повышающими показатели теплового и ветрового напора, и устанавливаемыми на вытяжных кровельных трубах или шахтах.

По характеру функционирования, вентиляция может быть представлена:

• общим обменным оборудованием, обеспечивающим полноценный воздухообмен в помещении;
• местными устройствами, осуществляющими замену воздушных масс в конкретной части помещения.

Посредством вентилирования механического типа может осуществляться общая обменная вентиляция приточного, вытяжного и комбинированного типа.

При необходимости, используются дополнительные функции вентиляционной системы, которые могут быть представлены кондиционированием, фильтрацией, подогревом или охлаждением, увлажнением или осушением, а также ионизацией воздуха.

Назначение вентиляционной системы

Подача чистого и удаление отработанного воздуха – основная задача вентиляционной системы, как на производстве, так и в любом другом помещении. Это общее понятие, содержащее несколько подзадач:

1. Удаление отработанного и подача свежего воздуха. Заключается в установке приточных и вытяжных вентиляторов.
2. Фильтрация вытяжки и приточки. Заключатся в установке фильтров первичной и глубокой очистки воздуха.
3. Рекуперация. Энергоэффективный процесс нагревания или охлаждения приточки за счёт вытяжки.
4. Отопление и кондиционирование. Заключается в установке калориферов и систем кондиционирования.
5. Осушение или увлажнение воздушных масс. Поддержание относительной влажности приточки на расчётном уровне.

Производственные предприятия

Нормы и показатели кратности воздухообмена особенно важно учитывать для промышленных помещений, где на людей при работе воздействуют очень вредные факторы. Для уменьшения отрицательного воздействия на их здоровье, требуется оборудовать систему вентиляции с учетом всех правил соответствующего СниПа и СП, а также произвести расчет кратности воздухообмена

На конечные показатели могут влиять ряд следующих факторов:

1. Количество работников, ежедневно находящиеся в этом помещении. Для всех сотрудников требуется приблизительно одинаковый объем воздуха, поэтому во время вычисления кратности воздухообмена для производственных помещений используется усредненный показатель.
2. Размер и форма помещений. От размеров мастерской зависит объем свежего приточного воздуха. На циркуляцию воздухпотоков оказывает флияние форма помещения (изгибы, препятствия на пути, особенности завихрений воздухопотоков и т.д.)
3. Количество и вид вредных веществ, а также специфика производственного процесса. Для любых химических веществ определяется их максимально возможная концентрация в воздухе, при которой они не смогут оказать негативного воздействия на здоровье людей. Чтобы вычислить кратность воздухообмена в производственных помещениях, используется соответствующая таблица. Это позволяет определить безопасную концентрацию вредных веществ.
4. Физическая активность. Во время проведения работ, не требующих особых усилий, вполне хватает минимальной кратности воздухообмена, а при значительных нагрузках в расчет берется уже максимальный показатель.
5. Чрезмерная влажность. Этот параметр учитывают только для тех производственных цехов, где во время производства используются разные жидкости. Поскольку во время использования жидкости начинают постепенно испаряться, за счет чего влажность в помещениях возрастает.
6. Тепловая энергия, выделяющаяся в процессе эксплуатации различной техники. Вентсистема обязана в этом случае обязана своевременно удалять тепло, выделяемое работающими станками и другим оборудованием.

Показатели кратности воздухообмена для различных производственных помещений указаны в СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения» и СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». В этих документа определен показатель данного коэффициента для таких помещений. Установленные нормы воздухообмена для производственных помещений:

• в мастерских и помещениях, где рабочие выполняют простые обязанности без значительного приложения физической силы — 30;
• помещения или цеха с легкой физической нагрузкой — 25;
• объекты, на которых идет применение опасных и летучие химических составов — 45;
• в малярных цехах — 40;
• зоны, где требуется приложение максимальных физических усилий — 35.

Строение вентиляционной системы на мойках

В соответствии с нормами, установленными государством, вентиляция на мойке должна быть отдельной инженерной конструкцией. Проект сдачи без соблюдения технических норм в помещениях с повышенной влажностью не принимается.

Автомобильную мойку с плохой вентиляционной системой сдавать в эксплуатацию ни в коем случае нельзя. Основными загрязнителями помещений для очистки автомобильных средств являются:

1. Выхлопные газы. Работа автомобиля в закрытых боксах опасна тем, что выхлопные газы быстро заполняют пространство и у людей, которые находятся на мойке, страдают органы дыхания. Систематическое воздействие таких газов может привести к патологии легких человека.
2. Грязь с машины и колес. Автомобили с сильным загрязнением попадают на мойку и после тщательной очистки к стенам и полу бокса прилипает не только грязь, но и вещества неизвестного происхождения. Работники автосервиса промывают кафель, но часть загрязнений после взаимодействия с водой остается в боксах. Мало только проветрить здание, необходим направленный поток чистого воздуха для устранения невидимых вредных частиц.
3. Чистящие средства. Основную угрозу в здании с плохим воздуховодом несут химические средства для мытья поверхности и салона автомобиля. Мастика для полировки длительное время не выветривается, поэтому без правильной вентиляционной тяги автомойка длительное время функционировать не сможет.

Химические средства для мытья поверхности и салона автомобиля несут основную угрозу

Такие конструкции избавляют здание от лишней влаги, а затем фильтруют воздух, который поступает обратно в мойку. Для правильного оснащения используются цельные системы, которые можно закупить или, исходя из точных расчетов, сконструировать самостоятельно.

Промышленные вентиляционные системы обладают высокой мощностью, поэтому воздухообмен происходит незаметно для окружающих. Основные требования к конструкции – сушка воздуха и его фильтрация. Технические характеристики важны, ведь они обеспечивают безопасность работников мойки и каждого клиента, который приезжает на мойку с одной целью – очистка автомобиля от загрязнений.

Подбор сечения воздуховода

Теперь, когда мы посчитали воздухообмен, можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

В системах вентиляции используют два типа жестких воздуховодов – круглые и прямоугольные. В прямоугольных воздуховодах, для уменьшения потерь давления и снижению шума, соотношение сторон должно не превышать значение три к одному (3:1). При выборе сечения воздуховодов нужно руководствоваться тем, что скорость в магистральном воздуховоде должна быть до 5 м/с, а в ответвлениях до 3 м/с. Рассчитать размеры сечения воздуховода можно определяются по диаграмме приведенной ниже.

Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость. Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=360 м3/час. 

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (360 м3/час). Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода). Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения. Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 100х200 мм или Ø150 мм. Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 360 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час. Получаем сечение ответвления 160х200 мм или Ø 200 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне. Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т.е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

По данному графику подобрать сечения на такие небольшие расходы довольно сложно. Мы считаем их в специальной программе. Поэтому, если нужно – спрашивайте, посчитаем.

Естественная вытяжка воздуха. Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки. Естественная вытяжка подбирается вручную или же с использованием программ подбора сечений. Опять же, спрашивайте, посчитаем.

Примечание: В нашем примере его не было, но особое внимание следует обратить на помещение плавательного бассейна, когда оно есть в доме. Бассейн это помещение с избыточным количеством влаги и при расчете необходимого воздухообмена требуется индивидуальный подход. Из практики могу сказать, что расход получается не менее восьми крат

Это довольно большой расход и если учесть, что температура приточного воздуха должна быть на 1-2°С выше температуры воды в бассейне, то затраты на нагрев воздуха в зимний период очень велики. Поэтому для помещений плавательных бассейнов более логично использовать системы осушения воздуха. Эти системы работают по такой схеме – осушитель забирает влажный воздух из помещения, пропуская через себя, удаляет из него влагу (путем его охлаждения), после подогревает до заданной температуры и подает назад в помещение. Так же, существуют системы осушения воздуха с возможностью подмеса свежего воздуха

Из практики могу сказать, что расход получается не менее восьми крат. Это довольно большой расход и если учесть, что температура приточного воздуха должна быть на 1-2°С выше температуры воды в бассейне, то затраты на нагрев воздуха в зимний период очень велики. Поэтому для помещений плавательных бассейнов более логично использовать системы осушения воздуха. Эти системы работают по такой схеме – осушитель забирает влажный воздух из помещения, пропуская через себя, удаляет из него влагу (путем его охлаждения), после подогревает до заданной температуры и подает назад в помещение. Так же, существуют системы осушения воздуха с возможностью подмеса свежего воздуха.

Схема вентиляции сугубо индивидуальна для каждого дома и зависит от архитектурных особенностей дома, от пожеланий заказчика и т.д. Между тем, есть некоторые условия, которые необходимо соблюдать, и они касаются всех схем без исключения.

Вентилирование мясной промышленности

Примеры расчета вентсистемы основываются на специфике функционирования различных отделений:

• сырьевое, машинное, шприцовочное, отделение полуфабрикатов: общая принудительная вытяжка из верхнего яруса, там же находится приток свежего воздуха, подаваемый вниз равномерно по всему помещению;
• вентиляция колбасного цеха (твердокопченые колбасы, свинокопчености), термических, субпродуктовых отделений: общая механическая с дополнительной местной, летом приток в верхнюю зону естественный (зимой – с механическим побуждением);
• пельменный отсек: применяются локальные вытяжки, приточные установки в верхней зоне подают поток равномерно, скорость движения небольшая;
• дымогенераторные зоны: общее вытяжное вентилирование из верхнего яруса, приток подается непосредственно в рабочую область механическим способом зимой и в межсезонье, естественная подача – летом.

Административные и бытовые здания

Как уже упоминалось, показатели кратности имеют различные значения для разных зданий, при этом в части случаев эксплуатация систем обеспечения ротации воздушных масс, предусматривает использование естественной вентиляции и в холодное время года. При этом, в части используемых помещений, например душевых и уборных вытяжная система вентиляции должна работать более интенсивно, чем система подачи свежего кислорода в комнатах общего назначения. Так, параметры ежечасно удаляемого из помещений душевых воздуха с паром должна исходить из расчета 75 м³/ч из расчета на 1 сетку, а при организации удаления загрязненного воздуха из уборных из расчета 25 м³/ч на 1 писсуар и 50 м³/ч на 1 унитаз.

Таблица кратности для торговых помещений.

При обеспечении смены воздуха в кафе организация системы вентиляции и кондиционирования должна обеспечить кратность замены воздуха в приточной системе на уровне 3 ед/ч, для системы вытяжки этот показатель должен составлять 2 ед/час. Расчет системы полной замены воздуха в торговом зале зависит от типа используемой вентиляции. Так, если при наличии вентиляции приточно-вытяжного типа кратность замены воздуха определяется расчетным путем для всех типов торговых залов, то при обустройстве сооружения вытяжкой, не обеспечивающей приток воздуха, кратность воздухообмена должна составлять 1,5 ед/ч.

Таблица кратности для помещений кафе

При использовании помещений, обладающих большим количеством пара, влаги, тепла или газа, расчет воздухообмена может вестись исходя из имеющегося избытка. Для того, чтобы рассчитать воздухообмен по теплоизбыткам используется формула (4):

где Qпом – количество выделяемой в помещение теплоты;
ρ – плотность воздуха;
c — теплоемкость воздуха;
t вывод — температура воздуха, удаляемого при помощи вентиляции;
t подав — температура воздуха, подаваемого в помещение.

Организация системы обмена воздуха в котельной исходит из типа используемого котла и должна обеспечивать 1-3 кратную замену всего объема кислорода в течение часа.